[實(shí)用新型]多分支井實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图捌溥吽M裝置、分支井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220257482.5
• 申請(qǐng)日: 2012-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202937246U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓國(guó)慶;吳曉東;朱明;安永生;高慎帥;張睿;曹光朋;范衛(wèi)潮;高飛;徐立坤;張?zhí)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): E21B47/00
• 分類號(hào): E21B47/00;E21B47/06;E21B49/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型是關(guān)于多分支井物理模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其是關(guān)于多分支井動(dòng)態(tài)三維物理模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是關(guān)于一種多分支井實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图捌溥吽M裝置、分支井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

多分支井是指井斜角達(dá)到或接近90°，井身沿著水平方向鉆進(jìn)一定長(zhǎng)度的井。多分支井的井眼在油層中水平延伸相當(dāng)長(zhǎng)一段長(zhǎng)度，有時(shí)為了某種特殊的需要，井斜角可以超過(guò)90°。一般來(lái)說(shuō)，多分支井適用于薄的油氣層或裂縫性油氣藏，目的在于增大油氣層的裸露面積。?

多分支井物理模擬技術(shù)是利用實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)模擬多分支井油藏真實(shí)情況的物理模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)，多分支井物理模擬技術(shù)可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)觀察多分支井油藏開(kāi)采過(guò)程中的物理現(xiàn)象，測(cè)試油藏的靜、動(dòng)態(tài)參數(shù)，分析多分支井滲流特征、驅(qū)油機(jī)理，對(duì)比和優(yōu)選注采工藝。?

在多分支井物理模擬技術(shù)中，多分支井物理模型是多分支井物理模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。根據(jù)不同的研究目的，多分支井物理模型可以分為兩大類，即基本機(jī)理研究模型和比例模型。前者可不按比例制造，可以模擬一個(gè)單元或一個(gè)過(guò)程，研究物理現(xiàn)象的機(jī)理，給出定性的認(rèn)識(shí)；后者則是根據(jù)相似原理設(shè)計(jì)的，原則上模型與原型之間要滿足幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似，實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用都要在相似理論的指導(dǎo)下完成。目前，國(guó)內(nèi)外的多分支井物理模擬模型及實(shí)驗(yàn)，主要可分為以下四類：靜態(tài)電模擬模型及實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)一維物理模擬模型及實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)二維物理模擬模型及實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)三維物理模擬模型及實(shí)驗(yàn)。?

多分支井動(dòng)態(tài)三維物理模擬與電模擬、一維物理模擬、二維物理模擬相比，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它能更加真實(shí)的反映現(xiàn)實(shí)油藏的動(dòng)態(tài)變化，能模擬復(fù)雜地質(zhì)特征，復(fù)雜完井工藝，復(fù)雜開(kāi)采方式下的多分支井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，是多分支井開(kāi)采機(jī)理研究的重要手段。與一維、二維動(dòng)態(tài)物理模型相比，也只有三維比例模型能實(shí)現(xiàn)對(duì)控制物理過(guò)程的諸多參數(shù)進(jìn)行綜合定量分析，從而對(duì)井下油藏發(fā)展動(dòng)態(tài)提出更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),而前兩者更側(cè)重于定性研究。?

現(xiàn)有技術(shù)中，多分支井三維物理模擬試驗(yàn)裝置有三個(gè)線度，它是從空間的角度模擬現(xiàn)實(shí)多分支井油藏。有關(guān)多分支井動(dòng)態(tài)三維物理模擬，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已做了很多這方面的研究。?目前，三維模型主要分為按比例設(shè)計(jì)的比例模型和非按比例設(shè)計(jì)的模型，前者的研究和應(yīng)用較多,也發(fā)展的比較成熟。?

動(dòng)態(tài)三維比例模型通常是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具體油藏具體采油工藝，由相似理論指導(dǎo)按比例設(shè)計(jì)而成的。所謂按比例設(shè)計(jì)，就是指在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模內(nèi)將原型油田依據(jù)一套相似準(zhǔn)則按比例縮小尺寸制成實(shí)體模型。通常油藏地質(zhì)條件不同，模擬研究的側(cè)重點(diǎn)不同，建立模型所依據(jù)的相似準(zhǔn)則也不同。?

然而，與前三種模擬裝置相比，多分支井三維物理模擬裝置存在如下缺點(diǎn)：體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本昂貴，實(shí)驗(yàn)流程復(fù)雜繁瑣且必須提前調(diào)試，所配備的各種溫度、壓力、流量傳感器不僅數(shù)量多而且要求高。?

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，如圖1所示，實(shí)驗(yàn)裝置采用液壓加壓模擬地層上覆壓力;上部分模擬油藏,下部分模擬底水,兩部分之間用底水?dāng)U散網(wǎng)隔開(kāi),模擬無(wú)限導(dǎo)流狀態(tài)下的等勢(shì)面;循環(huán)系統(tǒng)中采用了外徑3mm內(nèi)徑1.5mm的不銹鋼毛細(xì)管，給模型提供小的流速時(shí),流體可以通過(guò)毛細(xì)管消耗很大的流阻,使模型得到穩(wěn)定的微小的壓力供給。射線法測(cè)定底水上升高度的原理是,射線升高的部位,水位升高。由于油水飽和度不同時(shí)模型對(duì)射線衰減的程度不同,這樣可根據(jù)射線強(qiáng)度在平面上的變化測(cè)量出油水飽和度的變化,并通過(guò)公式推算出底水上升的高度。?

在圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，模型中油層宏觀均質(zhì)；初始的水層和油層明確區(qū)分；開(kāi)發(fā)過(guò)程中水完全來(lái)自于底水，無(wú)邊水。但由于該技術(shù)采用了放射源來(lái)判斷油水飽和度變化和底水上升高度，因此存在如下問(wèn)題：不能完全模擬現(xiàn)實(shí)油藏。只用壓力表測(cè)量了注入口的壓力，不能監(jiān)測(cè)多分支井近井壓力場(chǎng)分布，進(jìn)而不能判斷不同水平段的流入剖面，因而不能完全模擬現(xiàn)實(shí)油藏；存在安全隱患。采用了放射源來(lái)判斷油水飽和度變化和底水上升高度，這需要有很健全的保護(hù)措施和操作規(guī)范，一旦操作不當(dāng)，將會(huì)造成很嚴(yán)重的后果；數(shù)據(jù)采集不科學(xué)。采集數(shù)據(jù)方式為人工采集，當(dāng)多分支井開(kāi)始見(jiàn)水，需要間隔比較短的時(shí)間讀取一次流量數(shù)據(jù)，工作量比較大；多分支井井型單一。只模擬了無(wú)分支的多分支井開(kāi)發(fā)底水油藏，沒(méi)有涉及多分支井，井型單一。?